框架的高强度螺栓连接简化计算及有限元分析.pdf

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1、研究与分析2012年第4期(总第120期)·机械研莞．与应用·框架的高强度螺栓连接简化计算及有限元分析杨昆，梁铭，傅宁霞(广东纺织职业技术学院，广东佛山528041)摘要：通过建立外伸端板连接螺栓模型作为算例，采用VDI2230高强度螺栓计算规范，对选用的螺栓连接结构进行计算，然后根据算例的边界条件，采用ANSYS12．0对螺栓连接结构进行有限元模拟计算，最后对比计算结果和有限元模拟分析结果。通过对比两种计算结果可知，利用有限元分析方法模拟计算高强度螺栓的强度，可以得到与工程计算非常相近的结果，这可为有限元模拟大型装配体结构提供技术支持，缩短开发周期。关键词：螺栓

2、连接；VDI2230计算规范；有限元分析中图分类号：TH123文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)04—0040—03SimplecalculationandfiniteelementanalysisonthehighstrengthboltconnectionoftheframeworkYangKun，LiangMing，FuNing-xia(Guangdongtextilevocatwnaltechlwlogycollege，FoshanGuangdong528041，China)Abstract：Throughbuildingtheexte

3、ndedend—plateconnectingboltastheexemple，usingtheevaluationspecificationofVDI2230lligllstrengthbolt，theconnectionstructureofchosenboltarecalculated，thenaccordingtotlleboundaryconditions，usingANSYS12．0，theconnectionstructureofboltarecalculatedbyfiniteelementsimulation．Aftercomparingtile

4、calcula·tionresultandfiniteelementsimulationresult，itshowsthattheresultissimilarwithengineeringcalculation，whichcanprovidetechnicalsupportforsimulatinglargeassemblystructurebyfiniteelement，andcanalsoshortendevelopmentcycle．Keywords：boltconnection；VDI2230evaluationspecification；finitee

5、lementanalysis1引言螺栓，成为整个模拟过程中至关重要的因素之一。高强度螺栓具有装配简便、耐疲劳、可拆换、连接笔者通过建立外伸端板连接螺栓模型作为算例，的整体性及刚度较好等优点⋯，在钢结构框架中常先采用VDI2230高强度螺栓计算规范，对选用的螺采用这种连接方式。连接螺栓作为钢结构框架中的栓连接结构进行计算，然后根据算例的边界条件，采重要部件，其强度分析非常重要，研究和探索螺栓强用ANSYS12．0对螺栓连接结构进行有限元模拟计度分析方法，可有效地避免螺栓失效破坏，是钢结构算，最后对比计算结果和有限元模拟分析结果。框架中结构设计的重要组成部分。合理进行

6、螺栓设2算例的建立计可改善节点的受力性能，提高各组件的利用率。然本文选用外伸端板连接螺栓模型作为算例，来讨而钢结构框架在传统分析和设计中，为简化分析设计论螺栓的简化模拟计算。根据GB／T1263—2005《热过程，梁柱节点被认作理想的铰接节点或完全刚性节轧H型钢和剖分T型钢》H】，选取了基本试件，模型点，尽管这种理想状况大大简化了分析设计过程，但几何尺寸及螺栓排列方式见图1所示。选用规格为比起实际结构，这种理想结构的反应性能是不真实M20，强度级别为10．9级高强螺栓，材料为42CrMo4。的，计算结果不符合实际受力情况。近年来，学者_2J在端面施加80kN·m的

7、弯矩。研究采用建立螺栓模型来模拟框架连接的节点承载力，除了研究结构框架整体性能外，还考虑了螺栓的预紧力及螺杆、螺栓头和螺母形状对连接性的影响。使用有限元分析技术，可减开发成本，缩短开发周期，显著提高产品结构设计的质量J。在大型装配体结构设计或强度校核的有限元计算过程中，螺栓连接结构的连接强度、载荷传递等是否准确，关系到整个装配体设计的成败。当有大量螺栓连接件时，建立大量的螺栓实体模型，并设定大量的摩擦接触单图1连接结构示意图元，对计算的时间和计算机的性能产生较大影响。因此如何在有限元模拟中准确而又简单的模拟高强度收稿日期：2012-07—12作者简介：杨昆(198

8、1一)，女